湘南丘陵区水田改旱地后土壤磷的有效性及淋失风险

【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷、水溶性磷和无机磷组分(Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P)的变化特征,通过主成分分析(PCA)和随机森林分析,探究水田改旱地后土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结果】水田改为旱地后,石灰岩、砂页岩发育的土壤有效磷含量分别增加了20.48和17.60 mg/kg (P<0.05),但水溶性磷含量均低于磷素环境阈值;土壤磷活化系数分别提高了2.67和2.22个百分点;Al-P含量分别增加了46.07和51.28mg/kg;石灰岩发育的土壤Fe-P含量增加了62.11 mg/kg。相关分析表明,水田改旱地后,Fe-P、Al-P与磷活化系数呈显著或极显著正相关,PCA和随机森林分析结果表明Fe-P、Al-P是土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结论】湘南红壤丘陵区水田改为旱地后,第四纪红色黏土发育的红壤磷素有效性未发生显著变化,石灰岩和砂页岩发育的土壤磷素有效性由于铁磷和铝磷在全磷中比例的增加而显著提升。3种母质发育的水田改旱地后,其水溶性磷含量均低于环境磷阈值,引发磷淋失的风险较低。

东平湖表层沉积物中磷的吸附容量及潜在释放风险分析

利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)研究了东平湖表层沉积物的磷吸附容量,并讨论了沉积物中磷的潜在释放风险。结果表明,表层沉积物的磷吸附指数变化范围为30.3～45.2[mgP·(100g)-1]·(μmol·L-1)-1,表现出从湖心、湖东向湖北、湖南逐渐增大的扇形特征;而磷吸附饱和度变化范围为6.5%～24.1%,与磷吸附指数变化趋势恰好相反。磷吸附指数与沉积物中草酸铵提取的铁(FeOX)含量呈极显著正相关,与草酸铵提取的铁铝总量呈显著正相关,磷吸附饱和度与沉积物中草酸铵提取的磷(POX)含量呈显著正相关。此外,磷释放风险指数(ERI)变化范围为14.9%～67.5%,表明东平湖表层沉积物中磷释放诱发富营养化的风险处于高度风险范围。

山西省菜园土壤磷素积累特征及流失风险分析

为了解山西省不同区域菜园土壤磷素积累以及流失情况,本文分析了菜园土壤磷饱和度(DPS)、Mehlich3-P、Olsen-P与水溶性磷(Pw)的积累特征。结果表明:山西各地菜园土壤4种磷素(土壤全磷、水溶性磷、Olsen-P和Mehlich3-P)积累明显,已经远远超过作物需求量;土壤表层水溶性磷含量随着土壤磷饱和度(DPS)、Olsen-P、Mehlich3-P含量的增加而增加;且Mehlich3-P与Olsen-P、水溶性磷与Olsen-P、水溶性磷与Mehlich3-P之间具有极显著相关性,相关系数分别为0.9766、0.9232、0.9620(P<0.01);当磷饱和度大于46.64%、Olsen-P大于81.88mg·kg-1、Mehlich3-P大于164.59mg·kg-1时,水溶性磷含量上升幅度迅速增大,由此将土壤磷饱和度为46.64%、Olsen-P为81.88mg·kg-1、Mehlich3-P为164.59mg·kg-1和水溶性磷为8.05mg·kg-1初步确定为山西省菜园土壤磷素流失的临界值。该结果将为探讨山西农田土壤磷素的养分管理和环境风险评估提供重要的理论依据。

县域农田土壤磷素积累及淋失风险分析——以北京市平谷区为例

作物的磷素需求和投入的差异导致土壤磷素积累对环境的影响不同。通过分析京郊平谷区果树、蔬菜和粮食作物的磷素投入数量和农田土壤有效磷含量,比较研究不同作物体系中土壤磷素积累对环境的影响。结果表明,粮田、菜地和果园平均年际磷投入量分别为76、575kgP2O5·hm-2和693kgP2O5·hm-2,其中菜地和果园的磷素投入以有机肥为主,年际磷盈余分别达到498kgP2O5·hm-2和468kgP2O5·hm-2,远大于粮田的磷素盈余(38kgP2O5·hm-2)。这种状况造成粮田、菜地和果园土壤Olsen-P含量差异很大,分别为18.4(n=260)、44.3(n=108)mg·kg-1和40.4mg·kg-1(n=548)。分析钙质土壤Olsen-P与CaCl2浸提P的相关性发现,钙质土壤存在着Olsen-P与CaCl2-P突变拐点即磷的淋溶拐点,在拐点之后土壤CaCl2-P随土壤Olsen-P的增加而显著增加,且土壤磷淋溶拐点明显受土壤类型及质地的影响。按质地分类,砂壤、轻壤和重壤拐点分别是23.1、40.1mg·kg-1和51.5mg·kg-1,土壤质地由轻至重拐点Olsen-P值随之逐渐增加。根据质地模拟,7.7%的粮田、44.0%的菜田、33.6%的果园土壤磷淋失风险较高。因此,合理的磷素投入在果树、蔬菜作物的可持续生产中具有重要的意义。

秸秆还田影响长江下游稻田周年氮磷径流风险

为了阐明秸秆还田模式和施氮量对稻田周年氮磷径流风险的影响,于2014年11月—2015年10月通过监测稻田在稻季田面水和麦季径流中的氮磷浓度,研究了秸秆不还田配施推荐施氮(N1)、麦秸还田配施推荐施氮(WN1)、稻秸还田配施推荐施氮(RN1)、稻秸麦秸均还田配施推荐施氮(WRN1)和稻秸麦秸均还田配施常规施氮(WRN2)5处理对长江下游稻田周年氮磷径流风险的影响。结果表明,秸秆还田增加小麦和水稻周年产量,增幅约9.03%~18.5%,其中WRN1和RN1处理增产效果显著高于WN1处理;与WRN2处理相比,WRN1处理可以维持稻田高产。在推荐施氮条件下,秸秆还田分别降低稻季田面水和麦季径流中溶解态总氮(DTN)浓度约5.17%~14.9%和12.3%,降低稻田氮径流风险;但增加溶解态总磷(DTP)浓度,增幅分别为6.67%~33.3%和30.0%,增加稻田磷径流风险。RN1处理下稻季田面水中DTN和DTP浓度均低于WRN1和WN1处理,且其DTP浓度与N1处理间无显著差异。在稻秸麦秸均还田下,WRN1处理下稻季田面水DTP浓度与WRN2处理没有显著差异,但能有效降低田面水DTN浓度的12.4%。研究表明,在长江下游稻-麦轮作农田推荐采用"RN1"模式,该模式可以维持稻田的周年高产和有效降低稻田的周年氮径流风险,同时对稻田的磷径流风险影响不显著,是一种兼顾粮食生产和生态环境效益的耕作模式。

基于GIS的福建农田氮磷地表径流流失与污染风险评估

为了掌握福建省农田氮磷地表径流流失特征,以福建省的9个地级市为研究边界,通过对其辖区1985—2016年间农田氮、磷化肥施用量的调查,计算农田化肥氮磷的地表径流流失量,并在耦合农田化肥地表径流流失量、降雨和河网密度3个因素的基础上,分析福建省各地级行政区域农田化肥氮磷的污染风险等级,应用地理信息系统(GIS)分析其氮、磷污染的空间分布。结果表明:32年间福建省化肥施用量由4.911×105 t增加到1.239×106t,年均增长3.03%;漳州市氮肥和磷肥的施用强度最大,分别达880.40 kg×hm^(-2)和429.21 kg×hm^(-2);氮磷地表流失量较高的区域主要集中在漳州市,其氮、磷地表流失强度分别达8.71kg×hm^(-2)和1.99kg×hm^(-2)。从氮、磷污染风险等级看,南平市氮、磷肥的流失风险值均最高,分别达63.19%和63.37%,属于高氮磷污染风险区域;厦门市氮、磷肥的流失风险值均最低,分别为0.53%和0.53%,属于低污染风险区域;其他市处于两者之间。可见,漳州市农业发展中应注重氮、磷肥的减量化;南平市则注重对农田氮、磷地表径流流失的风险防范;全省应加大力度发展生态农业,以助力福建省生态文明先行示范区、生态文明试验区的建设。

沉积物磷形态空间分布特征及释放风险评估——以沱江流域为例

为阐明沉积物磷赋存形态的空间分布特征及潜在释放风险,提供更准确合适的风险评估指标,分析了沱江干流及其支流12个样点表层沉积物的磷赋存形态,测定了水溶性磷(WSP)及磷平衡浓度(EPC0),计算沉积物磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)及其衍生的磷释放风险指数(ERI).结果表明,沉积物5种形态磷含量顺序为:铁/铝结合磷(CDB-P,60.63%)>钙磷(Ca-P,30.84%)>有机磷(OP,3.92%)>亚铁磷(Fe(Ⅱ)-P,3.48%)>松散态磷(Loosely-P,1.13%).CDB-P是沉积物磷的主要存在形态(0.468~2.287mg/g),由上游至下游逐渐降低,这主要与上游工业污染有关.DPS、EPC0和PSI在空间分布上均呈现由上游至下游逐渐增大的趋势,变化范围分别为44.28%~80.39%、0.012~0.084mg/L和0.153~1.526L/g;上游大部分采样点ERI均超过了25%;各指标综合表明:上游存在较高的磷释放风险.回归分析与相关性表明,EPC0与上覆水磷、CDB-P、OP、有机质(OM)以及粒径均呈极显著相关性,且相关性远高于其他指标(ERI,DPS,PSI,WSP).因此,EPC0是评估沱江流域沉积物磷释放风险潜力更准确高效的指标,Fe/Al含量、粒径的增加以及有机质的减少会增加磷释放风险,因此应控制工业污染以及农业面源污染的输入.

海州湾表层沉积物磷的吸附容量及潜在释放风险

利用磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)和磷释放风险指数(ERI)研究了2016年10月和2017年5月海州湾表层沉积物的磷吸附容量及潜在释放风险.结果显示,2016年秋季PSI变化范围为99.58～199.39[mgP/(100g)]/[μmol/L],DPS变化范围为23.118%～34.289%;2017年夏季PSI变化范围是130.29～198.57[mgP/(100g)]/[μmol/L],DPS变化范围为25.545%～42.135%,两次调查中PSI和DPS均表现出相反的平面分布趋势.PSI和Al_(ox)、Fe_(ox)呈显著正相关,说明Fe_(ox)和Al_(ox)是影响海州湾表层沉积物吸附磷的主要因素,且Fe_(ox)占主导作用;DPS与Al_(ox)和Fe_(ox)分别表现出了显著负相关性和极显著负相关性,说明Al_(ox)和Fe_(ox)含量的增大会降低表层沉积物的磷吸附饱和度.2016年10月磷释放风险指数(ERI)的变化范围为11.59%～34.18%,2017年5月磷释放风险指数(ERI)的变化范围为12.86%～32.34%,从2次调查结果整体来看,海州湾表层沉积物的磷释放风险为中度风险.

天鹅湖潟湖表层沉积物磷的吸附容量及潜在释磷风险

研究了天鹅湖潟湖表层沉积物对磷的吸附容量,分析了沉积物磷吸附指数（PSI）、磷吸附饱和度（DPS）及由这两个指标构成的磷释放风险指数（ERI）,预测了不同区域沉积物磷的潜在释放风险。结果表明,沉积物的PSI变化范围为7.44~28.53 mg L/100 gμmol,湖北部和中部沉积物的PSI值较高;DPS与PSI的变化趋势相反,变幅为0.85%~4.99%,表现为湖南部和中部沉积物的DPS高于北部。沉积物的PSI与磷的理论吸附容量（Qmax）呈极显著正相关（P〈0.01）,而DPS与沉积物各理化参数间的相关性较差。有机质（OM）、活性铝（Alox）和粘粒是表层沉积物对磷持留的主要影响因素。此外,天鹅湖潟湖表层沉积物的ERI变化范围为2.93%~44.70%,磷释放诱发富营养化的风险处于中度范围,其中东南部发生富营养化的风险较高，

8种面源污染防治种植模式对土壤温度、湿度和氮磷流失风险的影响

在巢湖流域典型区庐江县开展面源污染防治种植试验,分析8种面源污染防治种植模式对芹菜土壤温度、湿度和氮磷流失风险的影响。结果表明:8种模式芹菜地0~10 cm土壤温度总体呈上升趋势;在芹菜定植后70 d内,减量施肥+生物基膜+松土促根剂模式和有机无机混施+生物基膜+松土促根剂模式0~10 cm土壤温度较高;减量施肥+生物基膜、减量施肥+松土促根剂+生物基膜模式、有机无机混施+生物基膜和有机无机混施+松土促根剂+生物基膜模式0~10 cm土壤含水量高于不施肥空白模式,8种模式芹菜地0~10 cm土壤水分在定植后0~35 d内变化较大,35 d后水分变化趋于平缓;8种模式的氮磷潜在流失率均低于习惯施肥对照模式;减量施肥+生物基膜+松土促根剂模式的氮和磷潜在流失率最低,分别为10.23%和80.59%;8种模式中,减量施肥+松土促根剂+生物基膜模式的氮和磷潜在流失率均降低最多,分别降低80.77%和10.34%,降低幅度最少的是有机无机混施模式,分别降低3.80%和1.62%。相对于习惯施肥对照模式,氮的潜在流失率的降低幅度大于磷的降低幅度。

茭白田土壤磷库特征及其与种植年限的关系和流失风险

对浙江省典型茭白种植区表层(0~20 cm)土壤中的磷素丰缺状况和磷库特征进行调查,分析茭白种植年限与土壤磷积累的关系。结果表明:样本茭白田土壤的全磷和有效磷(Olsen-P)含量平均值分别为876.73、63.30 mg·kg^(-1),土壤磷积累明显,有效磷水平达丰富级别的占比高达81.05%。样本土壤的磷素以无机磷为主,平均占比达到79.91%,水提取态无机磷(H 2O-Pi)、NaHCO 3提取态无机磷(NaHCO 3-Pi)、NaOH提取态无机磷(NaOH-Pi)、HCl提取态无机磷(HCl-Pi)、NaHCO 3提取态有机磷(NaHCO 3-Po)、NaOH提取态有机磷(NaOH-Po)和残余态磷的平均含量分别为16.16、122.06、213.03、103.22、22.18、158.52、241.86 mg·kg^(-1)。除残余态磷和HCl-Pi外,其他形态磷的含量均随茭白种植年限的增加而增加。土壤磷吸持饱和度随茭白种植年限延长逐渐增加,土壤磷素随种植年限延长呈向下迁移的特点。当样本土壤的有效磷含量大于60 mg·kg^(-1)时,土壤磷素淋失风险增加,约48.37%的样本土壤处于磷高淋失风险状态。

一年施与两年连施生物炭对稻田土壤磷素稳定性及有效性的影响

以酸性水稻土为研究对象,通过水稻盆栽试验,分析了在不施加生物炭(CK)、只施加一年生物炭(B1)和连续两年施加生物炭(B2)处理下,不同生育期稻田土壤全磷(TP)、活性磷(P_(SOL)、P_(M3))、中稳态磷(Pi_(OH)、Po_(OH)、P_(HCl))、高稳态磷(P_(CL)、P_(OCL))含量及占比的动态变化差异,讨论了稻田土壤遗存磷指数(LGC)、磷饱和度(DPS)、磷吸附容量(SOR)对生物炭添加施用的响应特征。结果表明,与CK相比,B1处理的土壤活性磷含量在分蘖期显著降低、成熟期显著增加,中稳态磷含量在分蘖期显著增加,高稳态磷含量各时期均无显著变化。B2土壤活性磷含量在抽穗期和成熟期均显著增加,中稳态磷含量在分蘖期和成熟期显著增加,高稳态磷含量无显著变化,但占比在抽穗期与成熟期分别显著降低18.8%和27.8%。B1和B2处理LGC和DPS均显著增加,且B1处理土壤SOR在抽穗期显著增加。因此,生物炭添加显著增加了稻田土壤活性磷和中稳态磷的含量与占比,降低了植物利用率较低的高稳态磷的占比,说明生物炭施加增加了稻田土壤遗存磷和生物有效磷含量。研究结果明确了稻秆生物炭施用后稻田土壤磷的稳定性及有效性的变化特征,为稻田土壤磷素管理提供了合理化建议。

坡位与利用方式对红壤磷素储存容量的影响差异——以江西鹰潭孙家小流域为例

为明确坡位与利用方式对土壤磷素储存容量(SPSC)的影响差异,以更加准确地评估坡耕地红壤磷的流失风险,本研究以江西鹰潭孙家小流域内不同坡位(坡顶、坡上、坡中、坡底)及不同利用方式(稻田、花生旱地、橘园)的表层土壤为研究对象,对比分析了SPSC的变化规律与差异,探讨了土壤全碳、全氮、全磷、有效磷、铁铝氧化物含量等因子对SPSC的影响。结果表明:不同坡位的稻田、花生旱地与橘园的SPSC变化范围分别为-410.9~-137.8、-283.8~-128.0 mg·kg^(-1)及-280.6~-36.3 mg·kg^(-1);且随坡位的降低,稻田(坡底除外)与橘园SPSC显著降低,而花生旱地SPSC则增加。与稻田土壤相比,同一坡位花生旱地与橘园SPSC相对增加;相关分析表明,不同坡位的稻田、花生旱地及橘园SPSC与土壤非晶质铁铝氧化物、游离态铁铝氧化物极显著正相关,且游离态氧化铝的影响相对最大,而与有效磷、总碳、总氮则显著负相关。江西鹰潭孙家小流域内红壤坡耕地SPSC均为负值,意味着此时的土壤均为磷源,土壤磷均具有流失风险;坡底的稻田及橘园、坡顶花生旱地土壤磷的流失风险相对较高,应及时采取相应的调控措施以有效降低土壤磷素的流失潜能与风险。

青菱湖沉积物磷形态垂直分布及释放风险评估

为揭示富营养化湖泊不同深度沉积物各形态磷释放潜能及磷释放风险,该文以武汉市青菱湖为研究对象,系统分析了沉积物有机质、微生物胞外酶、磷形态、磷吸附行为以及磷吸附指数的垂直分布特征。结果表明,铁结合态磷(Fe(OOH)~P)和钙结合态磷(CaCO_(3)~P)是青菱湖沉积物主要的磷形态。青菱湖沉积物Fe(OOH)~P、CaCO_(3)~P和热碱可提取有机磷均具有磷释放潜能,且微生物及其胞外酶在其释放过程中起着重要作用。表层沉积物磷释放风险较大,而深层沉积物(10~15 cm及更深层)对磷缓冲能力更强,磷释放风险更小。青菱湖南部湖区采样点表层沉积物磷释放风险指数(ERI)分别为20.66%和26.57%,而北部湖区采样点表层沉积物ERI分别为35.61%、111.22%、325.96%。

近25年洞庭湖水质演变趋势及下降风险

利用1991～2015年水质数据研究了洞庭湖水质演变特征,识别了主要驱动因子,并探讨了水质下降对其生态风险影响.结果表明,1991～2015年间,洞庭湖水质总体呈下降趋势,TN和TP是影响水质变化的主要指标,其浓度年均值分别介于1.060～2.072mg/L和0.026～0.146mg/L;其中,1991～2002年间,TN和TP浓度均显著上升,多元回归分析显示水位和泥沙淤积是导致洞庭湖TN和TP浓度升高的主要因素; 2003～2015年间,TN浓度进一步明显上升,而TP浓度维持高位,波动变化,氮、磷负荷输入量和水位是影响TN和TP浓度变化的主要因素.洞庭湖生态风险等级则由轻微风险转变为中等风险,TP是影响生态风险的主要水质指标;受洪水、农业面源污染和城市化等影响,洞庭湖磷风险时空差异较大,1991～2008年间,各湖区磷风险均有所升高,其中西洞庭湖磷风险增长幅度最大;2009～2015年,各湖区磷风险均有所降低,其中西洞庭湖下降幅度最大,而东洞庭湖下降幅度较小.因此,进一步控制入湖氮磷负荷、优化水位及重点关注磷风险是保护洞庭湖水生态的重要举措.

磷肥施用量和方式对辣椒产量及磷素吸收利用的影响

【目的】蔬菜生产中普遍存在磷肥投入量高、利用效率低、环境风险大等突出问题,亟需研究磷素高效利用的施肥方法。【方法】在西南典型红壤上开展两年田间试验,供试作物为辣椒(Capsicum annuum L.)。试验设6个磷肥施用量和施用方式处理,分别为不施磷对照(CK)、撒施P_(2)O_(5)300 kg/hm^(2)(B300)、撒施P_(2)O_(5)150 kg/hm^(2)(B150)、撒施P_(2)O_(5)100 kg/hm^(2)(B100)、穴施P_(2)O_(5)100 kg/hm^(2)(I100)、氮磷配合穴施P_(2)O_(5)100 kg/hm^(2)(L100)。在辣椒成熟期测定产量、生物量、磷含量等指标,计算磷肥回收率、土壤磷素表观盈余、磷指数、经济效益等综合指标。【结果】辣椒产量两年趋势一致,5个施磷处理辣椒产量没有明显差异,但B150、I100、L100处理的辣椒产量显著高于CK。5个施磷处理间辣椒总生物量没有明显差异,但I100和L100处理两年的果实生物量(辣椒果实干重)显著高于CK。两年辣椒生产净收入均以I100处理最高。磷肥用量对辣椒各部位磷含量没有显著影响,但L100处理的辣椒果实磷累积量两年均显著高于CK。I100、L100处理的磷肥回收率、磷肥农学效率及磷肥偏生产力均高于其他处理,且二者之间无显著差异。B300处理的磷肥农学效率、偏生产力低于其他施磷处理。不同施肥量间土壤磷盈余差异显著,施用方式间没有明显差异,且两年趋势一致。B300处理磷盈余最多,达到116.4 kg/hm^(2),其他施磷量及施用方式处理土壤磷素盈余较B300处理显著降低59.5%~82.1%。基于磷指数分析,I100、L100处理的磷流失风险为低水平,其他施磷量及施用方式为中等水平。【结论】将施磷量从300 kg/hm^(2)减到穴施100 kg/hm^(2)对辣椒产量没有显著影响,但增加了磷肥利用率,减少了土壤磷素表观盈余,将磷素流失从中风险级降至低风险级,并可增加辣椒生产的经济效益。

红壤磷素有效性衰减过程及磷素农学与环境学指标比较研究

【目的】研究红壤中磷素有效性衰减的关键过程及其与施肥量的关系,明确农学与环境学土壤有效磷指标之间的数学关系。【方法】以亚热带红壤为试验材料,通过人工施肥和室内恒温(25℃)培养试验,应用Olsen(OP)、Bray-1(BP)、Mehlich-3(BP)3种农学方法和蒸馏水(HP)、CaCl2(CP)两种环境学方法,分别在1 h、3 h、12 h、24 h、3 d、6 d、9 d、15 d、30 d、60 d用新鲜土样测定土壤有效磷以及磷吸附指数(PSI)的动态变化。【结果】红壤磷素有效性衰减过程存在明显的临界期,变化范围为0.1—18.7 h,此前衰减速度很快,之后明显变慢。施肥量对临界期有显著影响,其中OP、BP、MP的临界期随施肥量增加呈线性延长的趋势,而HP、CP临界期随施肥量的增加呈幂函数延长趋势。环境学与农学指标之间表现为非线性关系,存在明显的"突变点",据此可求算出红壤磷素迁移的环境风险临界值,其中根据CP变化求算的OP、BP和MP临界值分别为49.97、91.07和30.54 mg.kg-1,根据HP变化求算的OP、BP和MP临界值分别为60.78、82.74和39.65 mg.kg-1。磷吸附指数(PSI)随施肥量的变化范围为17.92—26.29,OP的环境风险临界值对应PSI为23.46。【结论】磷素有效性在红壤中的衰减过程存在明显的临界期,施肥量越高临界期越长,因此向环境迁移的风险就越大。土壤有效磷的环境学指标与农学指标存在非线性关系,据此可以确定出土壤磷素迁移的环境风险临界值。供试红壤的Olsen-P含量临界值为50-60 mg.kg-1,PSI的环境风险临界值为23.46。

陕西省养殖业畜禽粪便氮磷耕地负荷的时空分布

[目的]探明畜禽粪便资源对耕地土壤和环境造成的潜在污染风险,为评价和防治畜禽养殖业造成的面源污染提供科学依据。[方法]以陕西省为研究区,通过计算陕西省畜禽粪便中氮磷耕地负荷,分析了其时空变化特征。[结果](1)陕西省各市区畜禽粪便氮磷耕地负荷从2006—2007年达到最大,到2008年急剧下降为最低,之后逐年增加。2008—2010年,氮负荷平均值增加了73.0%,磷负荷增加了59.4%;2008—2010年,延安、渭南两市畜禽粪便氮磷耕地负荷虽然居于全省最后,但增长率最快。(2)对比2008年和2010年的畜禽粪便氮磷耕地负荷空间分布变化,汉中市氮磷耕地负荷最大,延安市和渭南市最小。2010年各市畜禽粪便氮负荷平均值依次为:汉中>安康>榆林>宝鸡>咸阳>商洛>铜川>西安>延安>渭南;磷耕地负荷平均值依次为:汉中>商洛>宝鸡>榆林>咸阳>西安>安康>铜川>延安>渭南。[结论]针对陕西省畜禽粪便氮磷耕地负荷的时间、空间分布变化,应加大汉中、安康、商洛、宝鸡、榆林等区域畜禽粪便的处理力度,降低畜禽粪便造成水土资源污染的风险。

生草覆盖及配合化肥减量对柑橘园地表径流氮磷流失的影响

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照(CK)、生草覆盖(KF)和生草覆盖配合化肥减量(BMP)3个处理,探讨生草覆盖及生草覆盖配合化肥减量对柑橘园周年及主要时期的地表径流量、氮磷流失量、氮磷浓度的影响。结果表明:与CK相比,KF和BMP处理均能显著降低柑橘园中的总氮(TN)和总磷(TP)流失量,且BMP处理效果更好,其中,KF处理TN和TP流失量分别降低48.2%和50.0%,BMP处理TN和TP流失量分别降低54.2%和57.1%,BMP对氮磷流失量的削减效果主要是生草覆盖所起的作用。与CK相比,KF和BMP处理径流量分别减少了44.3%和50.1%,产流系数分别降低了3.3个百分点和3.8个百分点;KF处理地表径流中TN和TP浓度分别降低了11.0%和14.1%,BMP处理地表径流TN和TP浓度分别降低了11.9%和18.8%。柑橘园氮磷流失风险期为4—8月,在6—7月暴雨施肥耦合期,BMP处理减排效果最好,TN和TP流失量分别降低了54.6%和64.4%,但仅比KF处理分别高2.7个百分点和6.9个百分点。研究表明,生草覆盖和生草覆盖配合化肥减量均能显著削减柑橘园地表径流氮磷流失量和地表径流量,且主要是通过生草覆盖降低地表径流量实现削减氮磷流失量,在氮磷流失风险期和暴雨施肥耦合期采取生草覆盖配合化肥减量措施能有效减少柑橘园地表径流氮磷流失。

不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷流失潜力研究

土壤胶体因具有较大的比表面积及较强的吸附与迁移能力,其所携带的磷(胶体磷)已成为农田磷流失过程中的重要形态。为评估不同有机替代方式下稻田土壤胶体磷(P_(coll))的活性和流失潜力,本文依托两种有机肥部分替代化肥(控氮控磷与控氮不控磷)方式下稻麦轮作长期定位试验,探讨了P_(coll)含量变化、流失风险及其与不同土壤活性磷组分之间的关系。控氮控磷试验(4 a)设有3个处理:不施磷肥(CK)、单施化肥(CF)、猪粪有机肥替代30%化学磷肥(OF);控氮不控磷试验(24 a)设有3个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、猪粪有机肥替代40%化学氮肥(OF)。结果表明:在控氮控磷条件下,有机替代处理较单施化肥处理,土壤有机碳(SOC)、P_(coll)含量及其流失潜力(LPP)均无显著性差异,胶体钼蓝反应磷占比(R_(MRP),MRP_(coll)/P_(coll))显著降低1.76%(P<0.05)。在控氮不控磷条件下,有机替代处理的土壤P_(coll)和SOC含量分别为13.08 mg/kg和20.19 g/kg,显著高于单施化肥78%和212.6%(P<0.05);较单施化肥,土壤LPP和R_(MRP)分别显著升高了1.89%和16.05%(P<0.05)。两种有机替代方式下土壤P_(coll)与土壤全磷(TP)、真溶解态磷(TSP)、Olsen-P、CaCl2-P等均呈极显著正相关(P<0.01);与土壤有机碳(SOC)在控氮不控磷条件下呈极显著正相关(P<0.01),在控氮控磷条件下无显著相关性。以上结果表明,较控氮控磷有机替代方式,长期仅控氮的有机肥施用显著增加了土壤有机碳、胶体磷和不同活性磷组分含量,磷流失风险升高。因此,有机肥部分替代化肥养分等量控制是改善农田磷流失可行的施肥方式。